化学力学変換をする酵素のエネルギー変換機構

进行化学动力学转换的酶能量转换机制

• 批准号: 08J04954
• 负责人: 宮崎 牧人
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04954/
• 关键词: 分子モーター; 一分子計測; 時系列解析; ランジュバン系; ベイズ推定; 生物物理学

化学反応から力学的な運動を取り出している酵素のエネルギー変換機構を解明するには、酵素1分子の化学力学変換を顕微鏡下で可視化し、得られた時系列から酵素のダイナミクスを粗視化したモデルを構築し、そのモデルを用いてエネルギー論を展開する必要がある。近年の顕微鏡技術の進展によって、酵素1分子の動きを観察することは可能になっているが、一般的には大きなプローブを柔らかいリンカーを介して結合させて、その動きを観察している。従って、生体分子の詳細を明らかにするためには、プローブの動きのみから直接観測することの出来ない酵素自身の動きや酵素の物性値を推定しなければならない。前年度に引き続き、この問題に対してベイズ推定の枠組みで取り組み、隠れた自由度を持つ微小系に対するパラメータ推定の一般的な枠組みを確立した。線形のランジュバンモデルを用いて数値実験を行い、その有効性を確認した。一方で内部自由度の緩和時間よりもプローブの緩和時間が長くなるとき、推定結果が急激に不安定になる一種の相転移を初めて見出した(M Miyazaki and T Harada2011a)。これは実験系の設計に役立つ重要な知見である。さらに、摂動論を用いて隠れた自由度の最尤軌道を効率的に探索する手法も確立した。(M Miyazaki and T Harada 2011b)この手法とマルコフ連鎖モンテカルロ法などのサンプリング手法を組み合わせれば、周辺尤度の解析的な計算が難しい非線形モデルの場合でもパラメータ推定を効率的に行えるだろう。

The movement of the chemical reaction mechanism and the chemical mechanics of the enzyme are not visible under the microscope. Chemical, detoxification series of enzymes and enzymesをConstruction し、そのモデルを Use いてエネルギー论 をDevelop するNecessary がある. In recent years, the progress of micro-mirror technology has been made. The general には大きなプローブをsoft らかいリンカーを开して combined with させて, その动きを観看している. Direct viewing of the details of biomolecules Measure the physical properties of the enzyme itself and estimate the activity of the enzyme itself. Previous year's に氠き続き、このISSUEに対してベイズ presumed の枠集团みでtakeり集团み、隠れThe degree of freedom is maintained and the micro system is established. The linear のランジュバンモデルを is confirmed by the いて number 値実験を行い and the validity of the その. The relaxation time of the internal degree of freedom of one party is long, the presumed result is unstable, and the presumed result is rapid and unstable. T Harada 2011a). The design of the これは実験 system is important and the knowledge is clear. The theory of motion was established by exploring the most efficient orbit of the degree of freedom. (M Miyazaki and T Harada 2011b) この法とマルコフchain モンテカルロ法などのサンプリング Technique を组み合せれば, It is difficult to calculate the analytical calculations of the surroundings, and it is difficult to estimate the efficiency of non-linear calculations in the case of non-linear analysis.

项目成果

分子モーターの軌道の効率的なベイズ推定法

分子运动轨迹的高效贝叶斯估计方法

• 发表时间: 2008
• 作者: 宮崎牧人;原田崇広
• 通讯作者: 原田崇広

Go-and-Back method: effective estimation of the hidden motion of proteins from single-molecule time series.

• DOI: 10.1063/1.3574396
• 发表时间: 2010-11
• 期刊: The Journal of chemical physics
• 作者: Makito Miyazaki;T. Harada

一分子計測におけるシステムパラメータのベイズ推定法

单分子测量中系统参数的贝叶斯估计方法

• 发表时间: 2009
• 作者: 宮崎牧人;原田崇広;谷口知大;宮崎牧人
• 通讯作者: 宮崎牧人

Bayesian estimation of the internal structure of proteins from single-molecule measurements

通过单分子测量对蛋白质内部结构进行贝叶斯估计

• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Chemical Physics
• 影响因子: 4.4
• 作者: Makito Miyazaki;Takahiro Harada
• 通讯作者: Takahiro Harada

タンパク質の内部構造に対するベイズ推定

蛋白质内部结构的贝叶斯推理

• 发表时间: 2010
• 作者: 宮崎牧人;原田崇広
• 通讯作者: 原田崇広